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Die Erfindung betrifft eine Sicherungsvorrichtung zur Befestigung in einem Kraftfahrzeug zum Sichern eines Insassen eines Rollstuhls in dem Kraftfahrzeug mittels Rückhalteeinheiten, um die auf die Insassen wirkenden Kräfte bei großen Kraftfahrzeugbeschleunigungen zu verringern. Hierzu weist die Sicherungsvorrichtung Positionssensoren und eine Auswerteeinheit sowie Aktoren auf. Zu Fahrtbeginn des Kraftfahrzeugs ist mittels der Positionssensoren die Position des Insassen messbar sowie mittels der Auswerteinheit bestimmbar. Die Rückhalteeinheiten sind mittels Aktoren in Abhängigkeit der Position des Insassen verfahrbar, wobei die Rückhalteeinheiten beim Vorliegen eines ersten Beschleunigungsschwellwerts des Kraftfahrzeugs erneut verfahrbar sind. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einer entsprechenden Sicherungsvorrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Sicherungsvorrichtung.
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Eine Vorrichtung der genannten Art ist aus der
DE 198 50 756 A1 bekannt. Es wird eine mit einem Airbag bestückte Rückhaltevorrichtung offenbart, die an Armlehnen des Rollstuhls abgestützt oder untergebracht wird, sodass sie auch außerhalb eines Kraftfahrzeugs verwendet werden kann. Bei einem Transport des Rollstuhls in einem Kraftfahrzeug kann ein Beschleunigungssensor des Kraftfahrzeugs zur Aktivierung des Airbags der Rückhaltevorrichtung genutzt werden, indem eine elektrische Verbindung zwischen dem Kraftfahrzeug und der Rückhaltevorrichtung erzeugt wird.
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Zur zuletzt genannten Rückhaltevorrichtung vergleichbare Vorrichtungen sind in der
JP 2005319839 A und in der
JP 2006006702 A offenbart. Die Rückhaltevorrichtungen dieser Veröffentlichungen sind ebenfalls am Rollstuhl befestigt, wobei sie jedoch ausschließlich für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen sind. Eine derartige Sicherungsvorrichtung kann mehrere Airbags aufweisen, die gegebenenfalls über einen Beschleunigungssensor des Kraftfahrzeugs ausgelöst werden.
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Es ist weiterhin durch die
DE 202 13 310 U1 eine Sicherungsvorrichtung für Rollstuhltransportkraftwagen bekannt, die am Rollstuhltransportkraftwagen starr befestigt wird und sichernde Halteelemente aufweist, sodass ein Zusammenklappen des Rollstuhls verhindert wird. Des Weiteren wird offenbart, dass Schulterstreben und Frontquerstreben am Kraftfahrzeug fixiert und zum Schutz des Insassen mit Polstern und Airbags ausgestattet sind.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sicherungsvorrichtung der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass die Nutzung beziehungsweise das in Gebrauch nehmen beziehungsweise das Anbringen und Anpassen der Sicherungsvorrichtung bei Fahrtbeginn an den Rollstuhlinsassen und das Freigeben des Insassen bei Fahrtende des Kraftfahrzeugs einfacher ausführbar ist und dass die Sicherheit der Insassen verbessert wird, ohne dass dabei das Gewicht des Rollstuhls erhöht wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Sicherungsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1, mit einem Kraftfahrzeug mit einer derartigen Sicherungsvorrichtung gemäß den Merkmalen eines nebengeordneten Anspruchs sowie mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen eines weiteren nebengeordneten Patentanspruchs. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
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Erfindungsgemäß ist eine Sicherungsvorrichtung vorgesehen, bei der die Sicherheit von Rollstuhlinsassen in einem Kraftfahrzeug dadurch erhöht wird, dass die Kräfte, die während eines regulären Fahrbetriebs oder bei einem Crash auf einen Rollstuhlinsassen wirken, verringert werden.
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Hierbei wird „Rollstuhl“ stets als Oberbegriff verstanden, sodass hiermit jegliche Form von Rollstühlen umfasst ist, wie zum Beispiel auch Krankenfahrstühle und Fahrstühle, also Hilfsmittel, die zur sitzenden Fortbewegung von temporär oder dauerhaft geh-eingeschränkten Personen geeignet sind.
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Hierzu weist die in einem Kraftfahrzeug angebrachte Sicherungsvorrichtung Sensoren auf beziehungsweise ist mit Sensoren verbunden, die die Position eines Rollstuhlinsassen im Fahrzeug messen und zum Bestimmen der Position die Messwerte der Positionssensoren an eine Auswerteeinheit übertragen. Die Auswerteeinheit gibt im Fahrbetrieb - basierend auf der bestimmten Position des Rollstuhlinsassen - Werte an Aktoren aus, die Rückhalteeinheiten in die unmittelbare Nähe des Rollstuhlinsassen verfahren. Die Rückhalteeinheiten weisen mechanisch belastbare Strukturen auf, um die durch den Rollstuhlinsassen auf die Rückhalteeinheiten aufgebrachten Kräfte und Momente in das Kraftfahrzeug einzuleiten. Des Weiteren weisen die Rückhalteeinheiten bevorzugt federnde beziehungsweise dämpfende Strukturen auf, wie zum Beispiel Polster oder gepolsterte Flächen oder bevorzugt auch Airbags, die weiter bevorzugt mit einer dämpfenden Struktur überzogen sind, sodass die dämpfende Struktur durch den Airbag an die Geometrie des Rollstuhlinsassen angepasst werden kann.
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Befindet sich das Kraftfahrzeug vor Fahrtbeginn oder nach Fahrtende im Parkbetrieb, ist die Sicherungsvorrichtung in einer Parkposition. Hierbei sind die Rückhalteeinheiten vom Rollstuhlinsassen maximal beabstandet, sodass ein einfaches Ein- und Aussteigen ermöglicht wird und eine gute Zugänglichkeit zum Rollstuhlinsassen gegeben ist, um zum Beispiel den Rollstuhl im Kraftfahrzeug zu fixieren.
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Die Sicherungsvorrichtung kann zum Beispiel durch eine manuelle oder akustische Betätigung oder auch durch ein Zündungssignal des Kraftfahrzeugs aktiviert werden, sodass sie in eine Fahrposition verfährt. Hierbei verfährt die Sicherungsvorrichtung die Rückhalteeinheiten in die unmittelbare Nähe des Rollstuhlinsassen, beispielsweise an die Beine, den Rumpf und den Oberkörper des Insassen, bevorzugt jedoch, ohne in Kontakt mit dem Rollstuhlinsassen zu kommen.
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Die Sicherungsvorrichtung empfängt des Weiteren Beschleunigungssensordaten eines Beschleunigungssensors des Kraftfahrzeugs oder weist bevorzugt einen Beschleunigungssensor auf, dessen Messwerte bevorzugt auch für weitere Funktionen des Kraftfahrzeugs genutzt werden, sodass der Sicherungsvorrichtung Beschleunigungswerte des Kraftfahrzeugs zur Verfügung stehen.
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Überschreiten die Beschleunigungswerte einen ersten Beschleunigungsschwellwert, werden die Rückhalteeinheiten mittels der Aktoren in Abhängigkeit der Position des Rollstuhlinsassen näher an den Rollstuhlinsassen in eine Rückhalteposition herangefahren, sodass ein Kontakt und somit eine Stütz- oder Rückhaltewirkung der Rückhalteeinheiten gegenüber dem Rollstuhlinsassen gegeben ist. Der erste Beschleunigungsschwellwert kann bereits bei geringen Beschleunigungswerten erreicht werden, die im regulären Fahrbetrieb erzeugt werden, da Rollstuhlinsassen zum Teil bereits bei diesen Beschleunigungswerten einer erhöhten Verletzungsgefahr unterliegen beziehungsweise eine Unterstützung benötigen. Da das Heranfahren der Rückhalteeinheiten an Rollstuhlinsassen ein reversibler Prozess ist, können bei Unterschreiten eines Beschleunigungsschwellwerts die Rückhalteeinheiten in ihre Fahrposition zurückgefahren werden. Die Höhe des ersten Beschleunigungsschwellwerts ist jedoch frei wählbar, sodass auch ein erster Beschleunigungsschwellwert gewählt werden kann, der lediglich bei einem Crash erreicht wird.
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In einer besonders praxisgerechten Ausführungsform erhält die Sicherungsvorrichtung nicht nur Daten eines Beschleunigungssensors und der Positionssensoren, sondern auch weitere Daten, die von Sensoren des Kraftfahrzeugs gemessen und mittels Auswerteeinheiten ausgewertet werden, bekannt als Precrash-Sensorik, sodass die Sicherungsvorrichtung die Rückhalteeinheiten auch bereits vor dem Auftreten von hohen Kraftfahrzeugbeschleunigungen in eine Rückhalteposition verfahren kann, um die Sicherheit der Insassen weiter zu erhöhen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform weist Rückhalteeinheiten auf, die am Kraftfahrzeugboden und/oder an der oder im Bereich der Instrumententafel des Kraftfahrzeugs und/oder am Kraftfahrzeugdach befestigbar beziehungsweise abstützbar sind, da diese Bereiche des Kraftfahrzeugs eine hohe Festigkeit aufweisen und somit eine besonders einfache Befestigung der Rückhalteeinheiten ermöglichen.
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In einer besonders praxisgerechten Form weisen die Rückhalteeinheiten gepolsterte Flächen auf, wodurch eine besonders komfortable Stützung und eine besonders hohe Sicherheit der Insassen erreicht wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die Rückhalteeinheiten Airbags auf, wodurch die Sicherheit der Insassen weiter erhöht wird. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weisen die Airbags eine gepolsterte oder dämpfende Schicht auf, sodass die auf die Insassen wirkende Kraft weiter verringert wird beziehungsweise die dämpfende Schicht weiter an die Positionierung beziehungsweise die Geometrie der Insassen angepasst wird.
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Vorteilhafterweise sind die Rückhalteeinheiten derart am Kraftfahrzeug gelagert, dass sie mittels Aktoren rotatorisch beziehungsweise schwenkbar und/oder translatorisch zum Insassen in Fahrzeuglängsrichtung verfahrbar sind. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass ein einfaches Ein- und Aussteigen der Rollstuhlinsassen sowie ein einfaches Fixieren des Rollstuhls im Kraftfahrzeug ermöglicht wird, indem die Rückhalteeinheiten in eine Parkposition verfahren werden. Des Weiteren wird eine hohe Anpassbarkeit der Sicherungsvorrichtung an eine Vielzahl von unterschiedlichen Rollstuhl-Geometrien sowie eine Anpassung an die Insassen ermöglicht.
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Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, dass eine erste Rückhalteeinheit an einer zweiten Rückhalteeinheit gelagert wird. Hierbei ist die erste Rückhalteeinheit bevorzugt rotatorisch beziehungsweise schwenkbar oder aber auch translatorisch verfahrbar an der zweiten Rückhalteeinheit gelagert. Es ist weiterhin bevorzugt, dass die erste Rückhalteeinheit wiederum zu einer derartigen Lagerung einer dritten Rückhalteeinheit dient, wobei in bevorzugter Weise die dritte Rückhalteeinheit wiederum eine vierte Rückhalteeinheit derart lagert. Hierdurch wird erreicht, dass mit geringem apparativen Aufwand eine Sicherungsvorrichtung realisiert wird, die eine hohe Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Geometrien von Rollstühlen aufweist, sowie eine Vielzahl von Rückhalteeinheiten, die einen Rollstuhlinsassen bedarfsgerecht unterstützen beziehungsweise halten, sodass in Summe hohe Rückhaltekräfte auf den Insassen übertragen werden können, ohne punktuell eine hohe Kraft auf den Insassen aufzubringen, die zu Verletzungen des Insassen führen kann.
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In einer alternativen Ausführungsform weist die Sicherungsvorrichtung zumindest zwei voneinander unabhängig am Kraftfahrzeug befestigbare Rückhalteeinheiten auf, wobei eine erste Rückhalteeinheit translatorisch und/oder rotatorisch beweglich am Fahrzeugboden lagerbar ist, wobei die erste Rückhalteeinheit auch zur Lagerung einer weiteren Rückhalteeinheit dienen kann. Eine zweite Rückhalteeinheit ist bevorzugt am Fahrzeugdach und/oder an der Instrumententafel lagerbar und translatorisch und/oder rotatorisch verfahrbar. Besonders bevorzugt ist, dass die zweite Rückhalteeinheit eine weitere Rückhalteeinheit lagert. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass eine besonders leichte Sicherungsvorrichtung realisiert wird, die insbesondere im Fahrzeugbodenbereich wenig Platz beansprucht, da sich Rückhalteeinheiten in ihrer Parkposition im Dachbereich des Kraftfahrzeugs befinden.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist die erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung auf, die am Kraftfahrzeug befestigt ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung ausgeführt werden. Entsprechend kann die erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung zum Durchführen des Verfahrens geeignet sein.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass als Entscheidungskriterium, ob die Rückhalteeinheiten von einer Fahrposition in eine Rückhalteposition verfahren werden soll, in Abhängigkeit der Kraftfahrzeugbeschleunigung und zusätzlich von der Relativbewegung des Rollstuhlinsassen zum Kraftfahrzeug, die mittels der Positionssensoren detektiert werden, abhängig gemacht wird. Somit wird erreicht, dass unterstützungsbedürftige Insassen bereits bei geringen Kraftfahrzeugbeschleunigungen unterstützt werden, wohingegen weniger unterstützungsbedürftige Insassen keine Komforteinbuße erfahren, durch einen für sie unnötigen Kontakt mit den Rückhalteeinheiten.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Sicherungsvorrichtung Airbags auf, die erst beim Erreichen eines zweiten Beschleunigungsschwellwerts, der höher als der erste Beschleunigungsschwellwert ist, ausgelöst werden, sodass die Airbags lediglich bei höheren Beschleunigungen gezündet werden, die im regulären Fahrbetrieb nicht erreicht werden, die also lediglich im Crashfall ausgelöst werden. Diese Ausführungsform sieht also ein 2-stufiges Sicherungsverfahren vor.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigen in
- 1a eine Seitenansicht eines Rollstuhls in einem Kraftfahrzeug mit einer ersten Ausführungsform einer Sicherungsvorrichtung in Parkposition;
- 1b eine Seitenansicht eines Rollstuhls in einem Kraftfahrzeug mit einer ersten Ausführungsform einer Sicherungsvorrichtung in Fahrposition;
- 1c eine Seitenansicht eines Rollstuhls in einem Kraftfahrzeug mit einer ersten Ausführungsform einer Sicherungsvorrichtung in einer ersten Rückhalteposition;
- 1d eine Seitenansicht eines Rollstuhls in einem Kraftfahrzeug mit einer ersten Ausführungsform einer Sicherungsvorrichtung in einer zweiten Rückhalteposition;
- 2 eine Seitenansicht eines Rollstuhls in einem Kraftfahrzeug mit einer zweiten Ausführungsform einer Sicherungsvorrichtung.
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1a zeigt eine Sicherungsvorrichtung (1), die am Boden (9) eines Kraftfahrzeugs befestigt ist und Rückhalteeinheiten (3) aufweist, die mittels vier Aktoren (6), die eine Rotations- oder Schwenkbewegung ausführen können, verfahrbar sind. Die Sicherungsvorrichtung (1) ist hierbei maximal von dem Rollstuhlinsassen beabstandet, sie befindet sich also in einer Parkposition. Die Befestigung des Rollstuhls (2) selbst wird nicht über die erfinderische Sicherungsvorrichtung (1) realisiert, sondern mittels einer bekannten Vorrichtung.
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1b zeigt die Sicherungsvorrichtung (1) in der Nähe des Rollstuhls (2) am Rollstuhlinsassen in einer Fahrposition. Für einen hohen Fahrkomfort des Insassen sind die Rückhalteeinheiten (3) in der Fahrposition nicht in direktem Kontakt mit dem Insassen, vielmehr befinden sich die Rückhalteeinheiten (3), die Polster (7a) und Airbags (7b) aufweisen, in einer geringen Entfernung zum Insassen. Die Airbags (7b) können über eine Polsterung oder eine gepolsterte Schicht verfügen, sodass die Polsterung durch den gezündeten Airbag (7b) an den Rollstuhlinsassen angepasst wird, um den Insassen möglichst gut zu schützen.
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Um eine an die Insassenposition angepasste Positionierung der Rückhalteeinheiten (3) zu ermöglichen, wird die Position des Insassen mittels Positionssensoren (4a) erfasst, mit einer Auswerteeinheit (5) ausgewertet und die Rückhalteeinheiten (3) werden mittels Aktoren (6) entsprechend verfahren. Zum Einsteigen beziehungsweise zum Aussteigen des Rollstuhlinsassen in oder aus dem Kraftfahrzeug verfährt die Sicherungsvorrichtung (1) in eine Parkposition, in der die Rückhalteeinheiten (3) maximal zum Rollstuhlinsassen beabstandet werden, indem die Rückhalteeinheiten (3) in Fahrzeuglängsrichtung (FL) verfahren werden. Zum Aktivieren der Parkposition und der Fahrposition kann das Kraftfahrzeugzündungssignal und/oder eine manuelle und/oder akustische Betätigung verwendet werden.
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Des Weiteren weist die Sicherungsvorrichtung (1) einen Beschleunigungssensor (4b) auf oder ist mit einem Beschleunigungssensor des Kraftfahrzeugs verbunden, wobei der Beschleunigungssensor (4b) der Sicherungsvorrichtung (1) an sich bekannt ist und auch zum Auslösen von Kraftfahrzeug-Airbags verwendet werden kann.
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Ist das Kraftfahrzeug im Fahrbetrieb, befinden sich die Rückhalteeinheiten (3) in einer Fahrposition, die Kontaktflächen der Rückhalteeinheiten (3) sind also um ein geringes Maß, zum Beispiel um 1 cm, 3 cm, 5 cm, 10 cm oder 20 cm, vom Rollstuhlinsassen beabstandet. Gibt der Beschleunigungssensor (4b) einen Beschleunigungswert größer als einen ersten Beschleunigungsschwellwert aus, verfährt die Sicherungsvorrichtung (1), wie in 1c dargestellt, die Rückhalteeinheiten (3) derart in eine erste Rückhalteposition, sodass ein sich relativ zum Kraftfahrzeug bewegender Rollstuhlinsasse zurückgehalten wird. Hierzu wird typischerweise zumindest eine Rückhalteeinheit (3) in Richtung des Insassen verfahren. Das Verfahren der Rückhalteeinheiten (3) ist ein reversibler Vorgang und kann bereits bei Beschleunigungswerten ausgelöst werden, die in einem regulären Fahrbetrieb auftreten. Der erste Beschleunigungsschwellwert kann zum Beispiel das 0,3- oder 0,5- oder 0,8-fache der Erdbeschleunigung betragen, da bereits bei relativ geringen Beschleunigungswerten eine Bewegung des Insassen relativ zum Kraftfahrzeug möglich ist. Die erste Rückhalteposition kann auch nur bei größeren Beschleunigungen, die lediglich bei einem Crash auftreten, angefahren werden. Das Anfahren der ersten Rückhalteposition kann weiterhin auch durch eine Kombination von Schwellwerten ausgelöst werden, z. B. von einer Fahrzeugbeschleunigung und einer Relativbewegung des Insassen zum Kraftfahrzeug, die mittels der Positionssensoren (4a) detektiert werden. Unterschreitet die Fahrzeugbeschleunigung einen Schwellwert, verfährt die Sicherungsvorrichtung (1) bevorzugt die Rückhalteeinheiten (3) zurück in die Fahrposition.
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Gibt der Beschleunigungssensor (4b) Beschleunigungswerte aus, die größer als ein zweiter Beschleunigungsschwellwert sind, liegt typischerweise ein Crash vor, sodass die Rückhalteeinheiten (3) in eine zweite Rückhalteposition verfahren und Airbags (7b) ausgelöst werden, wie in 1d dargestellt, um den Rollstuhlinsassen möglichst gut zu schützen.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Sicherungsvorrichtung (1), wobei diese Ausführungsform zwei mechanisch voneinander unabhängige Rückhalteeinheiten (3) aufweist. Der untere Bereich der Sicherungsvorrichtung (1) ist am Fahrzeugboden (9) des Kraftfahrzeugs befestigt und weist einen Aktor (6) auf, der die Rückhalteeinheit (3) zum Rollstuhlinsassen verschwenken kann und somit ein Polster (7a) dem Insassen annähert.
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Ein oberer Bereich der Sicherungsvorrichtung (1) besteht aus zwei Schwenkarmen (8), wobei der eine Schwenkarm (8) am Kraftfahrzeugdach (11) und der andere Schwenkarm (8) im Bereich der Instrumententafel (10) mittels Aktoren (6) am Kraftfahrzeug befestigt ist. Die beiden Schwenkarme (8) sind mittels Aktoren (6) und einer Rückhalteeinheit (3) miteinander verbunden. Somit können, wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben, die Rückhalteeinheiten (3) nach dem Bestimmen der Insassenposition an die Insassen herangeschwenkt, bei höheren Beschleunigungen entsprechend nachpositioniert und zum Einund Aussteigen der Insassen von diesen beabstandet werden.
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Weitere Ausführungsformen, die zum Beispiel angepasst sind an die Positionierung des Insassen in anderen Bereichen des Kraftfahrzeugs, wie zum Beispiel im Fahrzeugheck, oder eine an andere Kraftfahrzeuge angepasste Befestigung oder Kinematik der Sicherungsvorrichtungen (1) durch zum Beispiel eine rein translatorische Bewegung von Rückhalteeinheiten (3) sind nicht dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sicherungsvorrichtung
- 2
- Rollstuhl
- 3
- Rückhalteeinheit
- 4a
- Positionssensor
- 4b
- Beschleunigungssensor
- 5
- Auswerteeinheit
- 6
- Aktor
- 7a
- Polster
- 7b
- Airbag
- 8
- Schwenkarm
- 9
- Fahrzeugboden
- 10
- Instrumententafel
- 11
- Kraftfahrzeugdach
- FL
- Fahrzeuglängsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19850756 A1 [0002]
- JP 2005319839 A [0003]
- JP 2006006702 A [0003]
- DE 20213310 U1 [0004]
